PENGUKURAN DAYA LASER CO
2DAN LASER DPSS SERTA
PENGAMATAN
BEAM PROFILER
SINAR LASER DPSS DAN
LASER He-Ne MENGGUNAKAN CCD
SKRIPSI
HELEN MARTINA MANURUNG
090801041
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PENGUKURAN DAYA LASER CO
2DAN LASER DPSS SERTA
PENGAMATAN
BEAM PROFILER
SINAR LASER DPSS DAN
LASER He-Ne MENGGUNAKAN CCD
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
HELEN MARTINA MANURUNG
090801041
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Pengukuran Daya Laser CO2 Dan Laser DPSS
Serta Pengamatan Beam Profiler Sinar Laser DPSS dan Laser He-Ne Menggunakan CCD
Kategori : Skripsi
Nama : Helen Martina Manurung
Nomor Induk Mahasiswa : 090801041
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di Medan, 20 Agustus 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc
NIP. 195609181985031002 NIP. 196006031986011002
Diketahui/ disetujui Oleh : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang
LEMBAR PENGESAHAN
PENGUKURAN DAYA LASER CO2 DAN LASER DPSS
SERTA PENGAMATAN BEAM PROFILER SINAR LASER DPSS
DAN LASER He-Ne MENGGUNAKAN CCD
Oleh :
Helen Martina Manurung NIM : 090801041
Disetujui oleh :
DR. Maria Margaretha Sulianti, MT NIP : 195903101986032002
Diketahui oleh :
Kepala Pusat Penelitian Fisika
PPF - LIPI
PERNYATAAN
PENGUKURAN DAYA LASER CO2 DAN LASER DPSS SERTA
PENGAMATAN BEAM PROFILER LASER DPSS DAN LASER He-Ne
MENGGUNAKAN CCD
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 20 Agustus 2013
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan anugerah kasihNya, kekuatan serta hikmat kebijaksanaan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan masukan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih buat semua pihak yang terlibat di dalam penulisan Tugas Akhir ini. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada :
1. Keluarga besar saya, orangtua saya H. Manurung dan R. Damanik, adik-adik saya tersayang Hilda Manurung, Halason Manurung dan Hansen Manurung, terimakasih buat dukungan, doa, kesabaran dan kasih sayang yang diberikan. I always love you until the end of my life.
2. Para peneliti-peneliti di LIPI Serpong, Banten, yan telah banyak membantu saya diantaranya Ibu DR. Maria M. Suliyanti, M.T selaku pembimbing di P2F LIPI, Bapak Dr. Bambang Widyatmoko selaku kepala P2F LIPI, pak Prabowo, bu Ani, pak Suryadi, ibu Affi, ibu yuli, pak Bambang, Prof. Masno Ginting, Prof. Pardamean Sebayang dan seluruh staf/karyawan P2F LIPI Serpong, Banten, yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, saya mengucapkan terimakasih.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc dan bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing saya yang telah memberikan banyak masukan, semangat, waktu dan pikiran untuk memberikan arahan dan bimbingan kepada saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir saya ini, saya mengucapkan terimakasih.
4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Si selaku Sekertaris Jurusan Fisika FMIPA USU dan dosen PA saya, serta seluruh dosen, staf/karyawan Departemen Fisika, saya mengucapkan terimakasih.
Fitri Yuniati Harahap, Arvilla Mikartini, Sabam P. Simbolon, Sukria Novianti, Monora Panca Bakara, Herdiana Purba, Ade Irma Y. Nasution, Zainaluddin Rambe (Komting 2009), Sony Togatorop, Agus P. Siahaan, Nurzannah, Ferdy Aulia Mirda, Masria Pane, Valentina Ginting, Eldo Jones Surbakti, Yosua Pinem, Esrawati Siregar, Wenny Yoweri Gulo, Septiana Manurung, Yenny T.S. Lubis, Resdina Silalahi, Emy Tarigan, Stevani Sigiro, Enra S. Tambunan, Silviana Simbolon, Kalam T.T. Siregar, Istas P. Manalu, Rieni K. Sitanggang, Suhartina Malau, Natanael Saragih, Timbul Mulia David Panjaitan, Poltak Simarmata, teman seperjuangan suka dan duka, bersama-sama mengarungi pahit manisnya masa perkuliahan, bersama-sama mengarungi pahit manisnya masa-masa kepanitiaan untuk kegiatan-kegiatan Ikatan Mahasiswa Fisika (IMF) dan kepengurusan IMF USU tahun 2012-2013. I love you all and someday I will miss everything that we have done to do , guys.
6. Seluruh anggota Ikatan Mahasiswa Fisika (IMF) USU mulai dari anggota angkatan diatas stambuk saya maupun dibawah stambuk saya, saya mengucapkan terimakasih atas kerjasamanya selama perkuliahan.
7. Teman-teman almuni SMA RK Budi Mulia Pematangsiantar yang berada di JaBoDeTaBek yang telah banyak memberikan masukan selama saya penelitian di Serpong, Tangerang Selatan, Banten.
ABSTRAK
Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran daya dengan memvariasikan arus terhadap laser CO2 dan laser DPSS, pengamatan beam profiler sinar laser DPSS
dan laser He-Ne serta pengamatan spektrum panjang gelombang laser DPSS dan laser He-Ne.
Pada pengukuran daya dengan memvariasikan arus terhadap laser CO2
dan laser DPSS, pengukuran dilaksanakan lebih dari satu kali agar dapat disimpulkan bagaimana kestabilan daya yang dihasilkan dari masing-masing laser. Dari hasil pengukuran yang dilakukan, laser DPSS menghasilkan daya yang lebih stabil dibandingkan dengan laser CO2. Namun, laser CO2 menghasilkan
daya yang jauh lebih besar dibandingkan dengan laser DPSS.
Dalam penelitian ini juga mengamati beam profiler sinar laser DPSS dan laser He-Ne. Pengamatan ini menggunakan CCD sebagai sensor untuk merekam gambar cahaya yang dipancarkan oleh laser yang kemudian ditransmisikan ke komputer dan diolah menggunakan software Laser Beam Analyzers untuk menampilkan bentuk 2 dimensi dan 3 dimensi dari laser. Setelah dilakukan pengamatan, pada laser DPSS, jarak CCD ke sumber laser yang tepat untuk menampilkan gambar yang bagus berada pada jarak 32 cm dengan diameter berkas laser sebesar 3,673 mm sedangkan untuk laser He-Ne berada pada jarak 10 cm dengan diameter berkas laser sebesar 4,451 mm. Pada penelitian ini juga dilakukan pengamatan spektrum panjang gelombang laser DPSS dan laser He-Ne menggunakan spektrometer HR4000.
MEASURING POWER OF LASER CO2 AND LASER DPSS AND
OBSERVATION THE BEAM PROFILER OF LASER BEAM DPSS AND LASER BEAM He-Ne BY USING CCD
ABSTRACT
This research has done measuring the power by varying the current of laser CO2
and laser DPSS, observation the beam profiler of laser beam DPSS and laser beam He-Ne and observation the spectrum wavelength of laser DPSS and laser He-Ne.
In this case of measuring the power by varying the current of laser CO2
and laser DPSS, the measuring has done more than once in order to concluded how the stability of the power that produced by each of the laser. The result of this measuring is laser DPSS produced the power more stable than the laser CO2 but
the laser CO2 produced the power more bigger than the laser DPSS.
In this research, the observation the beam profiler of laser beam DPSS and laser beam He-Ne by using CCD which is the censor to record the figure of light emited by the laser and then transmitted to the computer and processed by using software Laser Beam Analyzers to show the type of 2 dimension and 3 dimension of the laser. After that doing this observation, the conclusion are the distance of the CCD form the laser DPSS is 32 cm and the diameter of the laser beam is 3,673 mm and the distance of the CCD from the laser He-Ne is 10 cm and the diameter of the laser beam is 4,451 mm. In this research also made the observation of the spectrum wavelength of the laser by using spectrometer HR4000.
DAFTAR ISI
1.5Manfaat Penelitian 4
1.6Metode Penelitian 4
1.7Sistematika Penulisan 5
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1 Karakteristik Sinar 6
2.2 Spektrum Elektromagnetik 7
2.3 Laser 7
2.3.1 Defenisi Laser 8
2.3.1.1 Light 9
2.3.1.2 Amplification 10
2.3.1.3 Stimulated Emission dan 10 Spontaneous Emission
2.3.2 Komponen Laser 14
2.3.3 Karakterisitik Laser Secara Umum 17
2.3.3.1 Koherensi 17
2.3.3.2 Monokromatik 18
2.3.3.3 Keterarahan (directionality) 19
2.3.3.4 Kecerahan (Brightness) 20
2.3.4 Laser CO2 21
2.3.5 Laser DPSS (Diode-Pumped Solid State) 22
2.3.6 Laser He-Ne 23
BAB III Metode Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian 25
3.1.2 Waktu Penelitian 25
3.2 Alat, Software dan Laser yang Diteliti 25
3.2.1 Alat Penelitian 25
3.2.1.1 Alat Laser CO2 Kontinyu 25
3.2.1.2 Alat Laser DPSS 30
3.2.1.3 Beam Profiler 32
3.2.1.4 Pengamatan Spektrum Panjang 34 Gelombang Laser
3.2.2 Laser yang Diteliti 34
3.2.3 Software 35
3.3 Prosedur Penelitian 35
3.3.1 Pengukuran Daya Laser 35
3.3.2 Pengamatan Beam Profiler Sinar Laser 38 3.3.3 Pengamatan Spektrum Panjang Gelombang Laser 39
3.4 Analisa Data 40
3.5 Diagram Kerja 40
BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengukuran Besar Daya Laser CO2 Sebagai Fungsi Arus 42
4.2 Pengukuran Besar Daya Laser DPSS Sebagai Fungsi Arus 45 dengan Variasi Cermin
4.3 Pengamatan Bentuk Berkas Sinar Laser 47 4.4 Pengamatan Spektrum Panjang Gelombang Laser 57
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
4.1. Pengukuran daya laser CO2 sebagai fungsi arus 42
(Rabu, 1 Mei 2013)
4.2. Pengukuran daya laser CO2 sebagai fungsi arus 43
(Kamis, 2 Mei 2013)
4.3. Bentuk 2 dimensi dan 3 dimensi berkas sinar laser 48 Dengan filter hijau hijau
DAFTAR GAMBAR beberapa putaran diantara cermin, cahaya laser
muncul dengan sudut penyimpangan yang kecil
2.11. Skema laser 20 sebagai fungsi arus dengan penggunaan cermin
3.13. Diagram blok pengukuran daya pada laser DPSS 38 sebagai fungsi arus tanpa penggunaan cermin
Arus (Kamis, 2 Mei 2013)
4.3. Grafik pengukuran daya laser DPSS sebagai fungsi 46 arus tanpa penggunaan cermin dan dengan
penggunaan cermin
4.4. Bentuk 2 dimensi sinar laser DPSS pada jarak 51 32 cm
4.5. Bentuk 3 dimensi sinar laser DPSS pada jarak 51 32 cm
4.6. Bentuk 2 dimensi sinar laser He-Ne pada jarak 56 10 cm
4.7. Bentuk 3 dimensi sinar laser He-Ne pada jarak 57 10 cm
4.8. Spektrum laser DPSS 58
